[发明专利]通过再量化的比特速率降低方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据使用参考图像中的帧内和帧间模式的编码来降低编码的视频数据流的比特速率的方法。

背景技术

本发明更具体地应用于H.264或AVC或MPEG-4类型的视频流。例如，在文献ITU-T Rec.H264/ISO/IEC 14496-10AVC(MPEG4)中对该标准进行了描述。

该领域是广播通过无线电、卫星或电缆信道的电视节目的领域(被称为“广播”)，还是广播根据因特网协议或IP、通过固定线路或无线、在ADSL上广播电视节目的领域(也被称为“广播波段(broadband)”)。

这里所定义的比特速率降低方法或“速率转换”包括将根据标准进行编码的数据流的传输比特速率改变为通常根据相同标准的另一编码数据流，在转换域中进行比特速率降低。速率转换方法必定不同于代码转换方法，代码转换方法包括对图像进行解码，然后使用编码器对其重新编码。在像素层级上执行编码和解码，其原因在于该方法也被称为像素域中的代码转换。尽管比特速率降低方法有时也被称为“转换域中的代码转换”，但是将为下文的像素域而保留术语“转换”。

应当注意，如上所述，如果比特速率降低通常与相同标准的图像相关，则代码转换可以提供新标准的图像。该降低可以包括数据的部分解码，例如DCT系数的去量化(如果使用MPEG标准，则根据所需比特速率的该数据的逆部分重新编码、重新量化)。

在最终用户或多个用户处来自其产生、存储或发射地点的视频的传输系统可以涉及许多构建者和多个转换。具体地，出于经济或商业方面的考虑(例如，插入广告)，必须转换内容、视频以使其适于传输、可用带宽的限制。这些转换有时需要降低所传输的视频的比特速率，那么比特速率降低或视频流代码转换的任何技术是必要的。其在于将编码视频入射至具有较低比特速率的另一编码视频流。

视频代码转换在于将解码器和视频编码器级联。该技术具有灵活的优点，可以容易地改变编码参数、格式、标准、编码模式等，或者插入标志图。然而，尤其对于比特速率降低解决方案来说，在存在解码器和编码器的情况下，计算量非常大。实质上，通过再用诸如第一编码通路(pass)的运动区域、编码模式等信息，可以减少编码器层级上的计算。事实上，从原始比特速率中获得的越多，确认所使用的编码判决合适的假设越少。

图1示出了根据现有技术的视频流代码转换设备，该设备并不使用第一编码通路的信息。

参考号为1的编码器从源图像接收视频数据。按照典型的方式，该编码器1包括运动估计器3，用于计算用于帧内模式下编码的运动矢量；以及例如根据成本的编码模式的判决模块4。电路2是使用尤其是离散余弦变换和量化的编码核心。将因此而编码的数据流或若对代码转换做出参考的情况下的原始数据流传送至解码器5，该解码器5执行解码器的逆操作以提供解码后的图像。编码器类型1的第二编码器6使用运动估计电路8的信息来执行来自编码核心7的编码操作、以及来自编码模式判决电路9的编码操作，从而以所需比特速率提供代码转换后的流。

图2示出了根据现有技术的视频流代码转换设备，该设备使用了第一编码通路的信息。解码器5的电路上游是相同的。通过解码器5，在与解码后的图像同时来发送运动信息和编码模式判决，从而以所需比特速率提供代码转换后的流。这里，由于信息来自解码器5，所以运动估计和编码模式判决电路并不是必要的。编码核心11易于编码核心7处理电路8和9的信息相类似的方式来处理该信息。

图3示出了包括级联的MPEG-2或AVC类型的视频解码器和编码器的主要模块，该视频解码器和编码器由图中的虚线框出。

将源信号发送至编码器的输入，该输入也是可变长度解码电路VLD 15的输入。然后，该信号经过逆量化电路IQ116、逆离散余弦变换IDCT 17、加法器28和滤波器18。滤波器的输出是解码电路的输出。该输出与由存储器和运动补偿MC或帧内预测电路所构成的电路19的输入连接。根据通过VLD电路接收到的流解码后的运动矢量V中获得补偿。由相邻块、根据通过VLD电路接收到的流解码后的运动矢量帧内预测来构成帧内预测。在加法器28输入处，向解码后的残余块加上来自图像的预测块、或在19处存储的重构参考图像的块、以及来自与解码块相关联的运动矢量V或帧内预测模式的块。